CN107457486A - 一种精准定位的激光打标机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精准定位的激光打标机，包括工作台、计算机、测量机构、横向定位结构和纵向定位结构，所述计算机安装在工作台一侧，所述测量机构包括电机、支架压平件、滚珠丝杠结构和传动结构，所述滚珠丝杠结构包括套筒、丝杠和滚珠，所述丝杠转动安装在套筒内，所述套筒内设置有轨道，滚珠滑动安装在该轨道内，所述支架压平件安装在套筒顶部，所述电机通过传动机构带动丝杠转动，所述横向定位结构是通过齿轮连杆机构实现，本发明由程序模拟机构各组件的运动轨迹，控制电机正反转运行的精确时间，使工件能够精准的被放置在激光头之下，完成激光打标。

Description

一种精准定位的激光打标机

技术领域

本发明属于激光加工的技术领域，具体为一种精准定位的激光打标机。

背景技术

随着社会的迅速发展，科学技术的日新月异，人们开始追求更加简单方便的生活，更高的工作效率，并以此来谋求劳动力的进一步解放。其中，激光打标机是采用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，从而刻出精美的图案、商标和文字。激光打标机种类繁多而且范围极广，尤以为要求精细化程度高的领域所青睐，如：电子元器件，精密器械等。当今市场上出现的激光打标机是将所要激光打标的物件放在激光头之下，由射出的激光束在待打标物件上打标。但现如今的激光打标机无法精确定位待打标工件(尽管可以看到预放激光束打标的范围)，这对其所要服务的领域(高精度，精细化领域)是一个不小的冲击。提高激光打标的精确度成为我们现在亟待解决的重大问题，因而，本发明提供了一种精确定位激光打标机用以解决精度定位不足的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精准定位的激光打标机，结构简单，使用方便。

为连接决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种精准定位的激光打标机，包括工作台、计算机、测量机构、横向定位结构和纵向定位结构，所述计算机安装在工作台一侧，所述测量机构包括电机、支架压平件、滚珠丝杠结构和传动结构，所述滚珠丝杠结构包括套筒、丝杠和滚珠，所述丝杠转动安装在套筒内，所述套筒内设置有轨道，滚珠滑动安装在该轨道内，所述支架压平件安装在套筒顶部，所述电机通过传动机构带动丝杠转动，所述横向定位结构是通过齿轮连杆机构实现，横向滑动导轨与连杆相连，在工作台的前视方向与后视方向各一对相同的齿轮连杆机构，两对机构通过齿轮的啮合形成一个整体的机构，共同牵动横向滑动导轨的横向运动，完成横向定位，所述纵向定位结构包括滑块、丝杠结构和电机，所述丝杠结构包括丝杠和套筒，所述丝杠转动安装在套筒内，所述电机与丝杠连接，带动丝杠转动。

进一步的，通过计算机编译软件编写程序，精确快速的以激光束射出点在工作台上的投影为默认原点建立X与Y的直角坐标系，对工件的中心位置进行定位，并得出两者之间的横向距离与纵向距离，各个构件的运动轨迹，为精确定位提供数据。

进一步的，在计算机中预存有标准件的厚度。

本发明的有益效果是：

由程序模拟机构各组件的运动轨迹，控制电机正反转运行的精确时间，使工件能够精准的被放置在激光头之下，完成激光打标。

附图说明

图1是测厚机构的轴测图(滚珠丝杠机构的套筒运动到最高位置)。

图2是齿轮连杆机构的初始位置轴测图。

图3是丝杠机构的轴测图。

图4是精确定位的激光打标机的轴测图。

图5是精确定位的激光打标机内部整体机构的轴测图。

图6是齿轮连杆机构的俯视图。

图7是丝杠机构与横向定位滑轨的配合初始位置轴测图。

图8是丝杠机构与横向定位滑轨的配合运转期间位置的轴测图。

图9是测厚机构的轴测图。

图10是测厚机构中套筒的轴测图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明采用两种方法获得工件的厚度。第一种方法是：将工件放置在工作台27的测厚机构之下。测厚机构如图1所示，由电机一1，电机轴一2，锥齿轮一3，锥齿轮二4，轴一5，旋转块6，套筒7，丝杠一8，支架压平件9，滚珠26组成。由电动机一1通过电机轴一2传输动力带动锥齿轮一3的啮合旋转，改变运转方向。轴一5与锥齿轮二4通过键传动，将动力传输给旋转块6。旋转块6的旋转带动内部丝杠一8的旋转，迫使滚珠26在设定好的滑轨内循环滚动，从而实现套筒7与支架压平件9的上下移动。支架压平件9开始所处的位置是其最高位置(以工作台平面为Z轴原点)，通过计算机编译程序控制电机的正反运转，从而实现上下移动。计算机会记录下支架压平件9距离Z轴原点的初始位置，精确检测支架压平件9下降的距离，则通过工件厚度计算公式(厚度＝原始高度-下降高度)获得工件厚度，并进一步调焦完成初始步骤。第二种方法是：对于具有国家标准的材料等，它们的厚度是固定的，计算机控制系统带有国家标准下的工件厚度详细资料库，对于满足此种情况的工件可以直接调出工件厚度，再调焦。

将工件放置在工作台左边，计算机控制系统会将整个工作台缩影成一个直角坐标系，并将激光束射出点在工作台27上的投影位置作为默认原点，工件的位置与默认原点呈现相对的距离关系。计算机通过程序计算出工件中心点距离默认原点的X与Y的长度精确值，为之后的横向定位机构与纵向定位机构提供数据指导。

本发明的横向定位机构主要是由齿轮连杆机构组成。齿轮连杆机构如图2所示，由电动机二10，电机轴二11，轴二12，齿轮一13，齿轮二14，锥齿轮一3，锥齿轮二4，轴三15，齿轮三16，连杆一17组成。其中齿轮一13，齿轮一3，锥齿轮二4，轴三15，齿轮三16，连杆一17六个组件有对称部分，两组机构通过齿轮二14连接。由电动机二10传输动力，带动电机轴二11与轴二12的运转。轴二12与齿轮一13之间通过键传递动力，带动齿轮一13，锥齿轮一3的运转。锥齿轮一3改变运转方向，锥齿轮二4通过轴三15与齿轮三16相连，带动齿轮三16的运动。齿轮三16的外缘处有固定的凸台，连杆一17与齿轮三16上的凸台铰接，带动连杆一17按照一定的轨迹运动。连杆一17的另一端与横向定位滑轨18通过销一19相连，带动横向定位滑轨18水平横向运动。齿轮一13旋转的同时与齿轮二14相互啮合，齿轮二14又与对称机构的齿轮一13相互啮合，保证传输过去的动力保持不变。齿轮二14作为过渡此轮，将两个相同机构连接在一起。两端对称机构共同驱动连杆一17运动，使横向定位滑轨18能够横向稳定的运动。计算机通过控制系统计算出工件距离默认原点的横向距离，并将横向定位机构中的各个部件的运动轨迹数据化，即确定各个构件运动方向与相应的距离，带动电动机二10按照演算完毕的距离进行运转，控制机构运转开始的时间与停止的时间，最大限度的实现智能化，高精度化。

本发明的纵向定位机构主要是由丝杠机构组成。丝杠机构如图3所示，由电动机三20，电机轴三21，丝杠二22，丝杠槽23，键24，纵向滑轨25组成。由计算机计算出工件的中心与默认原点的纵向距离，将纵向定位机构中的各个部件的运动轨迹数据化，由电动机三20传输动力，带动电机轴三21旋转。丝杠二22底部带有内凹孔，可以与电机轴三21通过键24相连，传递动力。丝杠二22的旋转带动丝杠槽23的不断前进与后退，从而实现纵向精确定位的目的。

在测厚中引进原始数据库(具有国家标准的材料等)这一种方案，使机构更加智能化。

测厚机构选用滚珠丝杠机构，实现机构的高精度，高速进给的特点。

横向定位机构采用齿轮连杆机构，齿轮连杆机构具有较高的，精确的传动比，极大地提高机构运转的效率。

通过计算机编译软件编写程序，精确快速的以激光束射出点在工作台上的投影为默认原点建立X与Y的直角坐标系，对工件的中心位置进行定位，并得出两者之间的横向距离与纵向距离，各个构件的运动轨迹，为精确定位提供数据。

由程序模拟机构各组件的运动轨迹，控制电机正反转运行的精确时间，使工件能够精准的被放置在激光头之下，完成激光打标。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定,任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种精准定位的激光打标机，其特征在于，包括工作台、计算机、测量机构、横向定位结构和纵向定位结构，所述计算机安装在工作台一侧，所述测量机构包括电机、支架压平件、滚珠丝杠结构和传动结构，所述滚珠丝杠结构包括套筒、丝杠和滚珠，所述丝杠转动安装在套筒内，所述套筒内设置有轨道，滚珠滑动安装在该轨道内，所述支架压平件安装在套筒顶部，所述电机通过传动机构带动丝杠转动，所述横向定位结构是通过齿轮连杆机构实现，横向滑动导轨与连杆相连，在工作台的前视方向与后视方向各一对相同的齿轮连杆机构，两对机构通过齿轮的啮合形成一个整体的机构，共同牵动横向滑动导轨的横向运动，完成横向定位，所述纵向定位结构包括滑块、丝杠结构和电机，所述丝杠结构包括丝杠和套筒，所述丝杠转动安装在套筒内，所述电机与丝杠连接，带动丝杠转动。

2.根据权利要求1所述的精准定位的激光打标机，其特征在于，通过计算机编译软件编写程序，精确快速的以激光束射出点在工作台上的投影为默认原点建立X与Y的直角坐标系，对工件的中心位置进行定位，并得出两者之间的横向距离与纵向距离，各个构件的运动轨迹，为精确定位提供数据。

3.根据权利要求1所述的精准定位的激光打标机，其特征在于，在计算机中预存有标准件的厚度。